一體化生物膜反應(yīng)器處理城市污水的中試研究

【摘要】： 本研究將A/O工藝和生物膜工藝有機(jī)地組合為一體化生物膜反應(yīng)器,對其處理城市污水進(jìn)行了中試研究,考察了運(yùn)行的優(yōu)化參數(shù)及穩(wěn)定狀態(tài)下的運(yùn)行效果,建立了一體化生物膜系統(tǒng)機(jī)理模型并對反應(yīng)器的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行了仿真模擬。試驗(yàn)采用連續(xù)進(jìn)水方式運(yùn)行,原水水質(zhì)為:COD濃度56-1188 mg/L,氨氮濃度9-54 mg/L,TN濃度14-59 mg/L,TP濃度2-30 mg/L,SS濃度30-1266 mg/L,pH范圍6.5-8.0。 在優(yōu)化參數(shù)試驗(yàn)階段,對水力停留時間、泥水回流比、溫度和溶解氧這四個運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。綜合考慮污染物處理效果以及經(jīng)濟(jì)可行性,本試驗(yàn)最佳水力停留時間為7 h,最佳泥水回流比為100 %,最佳溫度為28-30 oC,脫氮最佳溶解氧范圍為3-4 mg/L,除磷最佳溶解氧范圍為4-5 mg/L,最佳容積負(fù)荷為2.50 kgCOD/(m3·d),最佳污泥負(fù)荷為0.55-0.81 kgCOD/(kgMLSS·d)。 研究選取上述優(yōu)化條件進(jìn)行反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行試驗(yàn)。根據(jù)好氧區(qū)溶解氧范圍的不同(4-5 mg/L和3-4 mg/L)試驗(yàn)分成兩階段進(jìn)行。整個運(yùn)行過程中,反應(yīng)器對有機(jī)物的去除效果較好且較為穩(wěn)定,總COD平均去除率達(dá)到89.5 %,BOD5平均去除率達(dá)到92.4 %,出水水質(zhì)滿足國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)。溶解氧為4-5 mg/L時,氨氮、TN和TP的平均去除率分別為79.7 %、48.0 %和91.8 %;溶解氧為3-4 mg/L時,氨氮、TN和TP的平均去除率分別為84.6 %、64.4 %和66.5 %。在溶解氧為4-5 mg/L和3-4 mg/L時,分別有11.4 %和31.3 %的TN在好氧區(qū)被去除,說明在好氧區(qū)有同步硝化反硝化現(xiàn)象發(fā)生。 在ASM2簡化模型的基礎(chǔ)上建立了一體化生物膜系統(tǒng)機(jī)理模型。模型較為準(zhǔn)確地模擬了出水總COD實(shí)測值,但對于出水氮、磷指標(biāo)的模擬與實(shí)測值存在一定差距。通過模型參數(shù)的靈敏度分析,選擇影響程度大的參數(shù)對模型進(jìn)行調(diào)整校正,調(diào)整后模型對各項(xiàng)指標(biāo)模擬相對誤差均小于5 %。動態(tài)模擬過程中,總COD、氨氮、TN和TP的模擬平均相對誤差分別為12 %、27 %、16 %和11 %,說明該機(jī)理模型對一體化生物膜系統(tǒng)能起到較好的模擬作用。 【關(guān)鍵詞】：一體化生物膜反應(yīng)器 城市污水 脫氮除磷 ASM2模型
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 研究背景與意義12-14
• 1.2 一體化生物反應(yīng)器研究現(xiàn)狀與發(fā)展14-23
• 1.2.1 一體化生物反應(yīng)器研究歷史與現(xiàn)狀14-21
• 1.2.2 一體化生物膜反應(yīng)器脫氮除磷系統(tǒng)21-23
• 1.3 活性污泥法數(shù)學(xué)模型簡介23-25
• 1.4 研究目的和內(nèi)容25-26
• 第2章 試驗(yàn)裝置與分析方法26-32
• 2.1 試驗(yàn)裝置26-28
• 2.2 試驗(yàn)方法28-29
• 2.3 水質(zhì)分析方法29-30
• 2.4 機(jī)理模型建立及仿真分析方法30-32
• 2.4.1 機(jī)理模型的建立方法30-31
• 2.4.2 仿真分析方法31-32
• 第3章 一體化生物膜反應(yīng)器最佳運(yùn)行條件的試驗(yàn)研究32-56
• 3.1 反應(yīng)器啟動32-33
• 3.2 最佳工藝參數(shù)的確定33-54
• 3.2.1 水力停留時間對處理效果的影響33-40
• 3.2.2 回流比對處理效果的影響40-42
• 3.2.3 溫度對處理效果的影響42-45
• 3.2.4 溶解氧對處理效果的影響45-50
• 3.2.5 有機(jī)負(fù)荷對處理效果的影響50-54
• 3.3 本章小結(jié)54-56
• 第4章 一體化生物膜反應(yīng)器優(yōu)化條件下穩(wěn)定運(yùn)行試驗(yàn)研究56-75
• 4.1 反應(yīng)器對有機(jī)污染物的處理研究56-61
• 4.1.1 反應(yīng)器對COD 的處理研究56-58
• 4.1.2 反應(yīng)器對BOD_5 的處理研究58-60
• 4.1.3 反應(yīng)器對DOC 的處理研究60-61
• 4.2 反應(yīng)器脫氮效果研究61-68
• 4.2.1 反應(yīng)器對氨氮和TN 的處理研究62-65
• 4.2.2 反應(yīng)器同步硝化反硝化現(xiàn)象研究65-66
• 4.2.3 反應(yīng)器脫氮系統(tǒng)物料衡算66-68
• 4.3 反應(yīng)器除磷效果研究68-72
• 4.3.1 反應(yīng)器對TP 的處理研究69-70
• 4.3.2 反應(yīng)器除磷系統(tǒng)物料衡算70-72
• 4.4 中試工程調(diào)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與問題探討72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 第5章 基于ASM2 的一體化生物膜系統(tǒng)機(jī)理建模及仿真75-103
• 5.1 ASM2 模型75-82
• 5.1.1 ASM2 的組分介紹75-76
• 5.1.2 ASM2 的數(shù)學(xué)模型76-82
• 5.2 基于ASM2 的一體化生物膜系統(tǒng)機(jī)理模型的建立82-92
• 5.2.1 模型簡化82-84
• 5.2.2 機(jī)理模型建立84-92
• 5.3 模型仿真與分析92-102
• 5.3.1 模型仿真初探93-94
• 5.3.2 參數(shù)靈敏度分析94-97
• 5.3.3 參數(shù)校正97-99
• 5.3.4 動態(tài)模擬99-102
• 5.4 本章小結(jié)102-103
• 第6章 結(jié)論和建議103-105
• 6.1 結(jié)論103-104
• 6.2 建議104-105
• 參考文獻(xiàn)105-111
• 致謝111-112
• 附錄A ASM2 模型參數(shù)典型推薦值112-118
• 附錄B 模擬程序主要源代碼118-124
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果124

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